JP3937232B2 - Carbonization equipment - Google Patents
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Description
本発明は、下水汚泥や畜産廃棄物などを乾留して炭化する技術、特に生成された炭化物に加湿を行う手段を備えた炭化装置に関する。 The present invention relates to a technique for carbonizing sewage sludge, livestock waste, etc. by carbonization, and particularly to a carbonization apparatus provided with means for humidifying the generated carbide.
このような汚泥や畜産廃棄物などを乾留炭化する能率の良い炭化炉としてはスクリュー式炭化管を利用したものが知られている(特開2001−192668号、特開2001−192669号など)。 As an efficient carbonization furnace for carbonizing such sludge, livestock waste, etc., one using a screw-type carbonization tube is known (JP 2001-192668, JP 2001-192669, etc.).
従来技術の詳細を図1に、同図の概略を図2に示した。
炭化炉2は、外殻を耐火物で内張した炉体5、炉体の内部を貫通した1段〜数段のスクリュー式炭化管1a〜1c、及び炭化管を加熱するための乾留ガス燃焼室3から構成される。炭化に要する熱は加熱バーナ6及び生成した乾留ガスの燃焼により供給され、排気は排気ファン15により引き出される。排気ファンは炭化管から乾留ガスを引き出す役目をする。炭化管を外気から遮断するために被炭化物の供給口にロータリーバルブ4aが、炭化物の出口にロータリーバルブ4bがそれぞれ設けられている。
The details of the prior art are shown in FIG. 1, and the outline of the figure is shown in FIG.
The
被炭化物は、ロータリーバルブ4aを経て、モータ8により駆動されているスクリュー式炭化管1a〜1c内部を順に搬送されながら直接火炎と接触することなく加熱され、水分蒸発及び熱分解の工程を移行する。炭化炉から排出した熱分解後の高温炭化物は、冷却装置9で冷却し、貯槽14に取り出す。乾留ガスは、炭化管に明けたノズル7から吐出させ乾留ガス燃焼室3で燃焼させる。被炭化物は、乾留ガス燃焼により400〜1000℃の温度に加熱され、炭化する。
The object to be carbonized is heated without being in direct contact with the flame while being sequentially conveyed through the
炭化物を利用或いは貯留する場合、高温のままでは都合が悪いから、間接冷却や直接冷却を単独又は併用して常温にまで冷却する。図1の従来例では、冷却装置9はスクリューコンベヤ10の周りに設けたジャケットに入口11から冷却水を導入し出口12から取り出す間接冷却と、スクリューコンベヤ10の内部に入口13から加湿水を直接噴霧する併用方式を用いている。従来技術で、加湿水を高温の炭化物に直接噴霧する場合、加湿冷却後の炭化物をロータリーバルブ4bから貯槽14に排出する。
When using or storing carbide, it is inconvenient at high temperatures, so indirect cooling or direct cooling is used alone or in combination to cool to room temperature. In the conventional example of FIG. 1, the
高温の炭化物に加湿水を噴霧して冷却した後にロータリーバルブを設ける前記技術では、噴霧個所で発生した水蒸気が、燃焼ガスの排気ファンに吸引されて炭化管に流入する結果、炭化管内で炭化物の温度を低下させ未炭化物を生成させる原因となる。
下水汚泥から製造した炭化汚泥の未炭化物は、自己発熱特性を有し、冷却後の炭化物でも発熱によって燃焼する事故が起きる可能性がある。
本発明の目的はこれらの課題を解決することにある。
In the above-mentioned technology in which humidified water is sprayed on a high-temperature carbide and cooled, and then a rotary valve is provided, water vapor generated at the spraying location is sucked into the combustion gas exhaust fan and flows into the carbonization tube. This causes the temperature to be lowered and uncarburized to be generated.
Uncarburized carbonized sludge produced from sewage sludge has self-heating characteristics, and there is a possibility that accidents may occur due to heat generation even when the carbide is cooled.
The object of the present invention is to solve these problems.
本発明の要点は、炭化炉から排出する高温の炭化物をロータリーバルブで空気を遮断しながら排出させ、その後に水を噴霧させることによって、炭化管内部の炭化汚泥の温度を低下させない手段を提供することにある。 The gist of the present invention is to provide means for reducing the temperature of the carbonized sludge inside the carbonized pipe by discharging high-temperature carbide discharged from the carbonization furnace while shutting off the air with a rotary valve and then spraying water. There is.
図3に示した参考形態による炭化装置は、被炭化物入口に設けたロータリーバルブ4aと炭化物出口に設けた冷却機構付ロータリーバルブ4b(例えば水冷)で外気の流入を遮断し、燃焼ガスを排気ファン15で吸引して負圧に保った炭化炉から排出した高温の炭化物を、冷却機構付ロータリーバルブ4bから排出し、その後に加湿水を噴霧することを特徴とする。
この参考形態では、従来技術で加湿した際に発生する水蒸気が炭化炉内部の負圧によってスクリュー式炭化管に流入していたものを、冷却機構付としたロータリーバルブ(4b)の後で加湿水を高温の炭化物に噴霧して、水蒸気の炭化管への流入の防止を図ったが未だ不十分である。
The carbonization apparatus according to the reference mode shown in FIG. 3 blocks the flow of outside air by a
In this reference embodiment , the steam generated when humidified by the prior art flows into the screw-type carbonized pipe by the negative pressure inside the carbonization furnace, and the humidified water after the rotary valve (4b) with a cooling mechanism. Is sprayed on high-temperature carbide to prevent the inflow of water vapor into the carbonized tube, but it is still insufficient.
図4に示した本発明の形態による炭化装置は、図3の形態の炭化装置における水蒸気の流入防止機構をさらに改良したものである。この形態の発明による炭化装置は、被炭化物入口に設けたロータリーバルブ4aと炭化物出口に設けた冷却機構付ロータリーバルブ4bおよび排気ファン15で炭化炉内部を負圧に保ち、冷却機構付ロータリーバルブ4bの後の管路20にさらにロータリーバルブ4cを設け、管路20のロータリーバルブ4bとロータリーバルブ4cの間の部分に空気を流入させ、加湿水の噴霧は管路20のロータリーバルブ4cの後の部分で行うことにより、水蒸気が炭化管に流入することを確実に防止したことを特徴とする。図3に例示した形態では、炭化炉出口で導入される加湿水が炭化物に触れることによって形成される水蒸気の一部が、ロータリーバルブ4bを通して炭化炉に流入するおそれがあったが、本発明の形態ではそのおそれが解消される。
Carbonization apparatus according to the shape condition of the present invention shown in FIG. 4 is a further modification of inflow prevention mechanism of water vapor in the carbonization device in the form of FIG. The carbonization apparatus according to the invention of this embodiment is configured such that the inside of the carbonization furnace is kept at a negative pressure by the
以上に説明したように、本発明による炭化装置の加湿水の噴霧方式は、発生した水蒸気が炭化管に流れ込み、被炭化物の温度を低下させ、未炭化物を発生するのを防止する。 As described above, the humidification water spraying method of the carbonization apparatus according to the present invention prevents the generated water vapor from flowing into the carbonization pipe, lowering the temperature of the object to be carbonized, and generating uncarbonized material.
以下、本発明の好適な実施形態について説明する。本発明の炭化炉は、炭化炉出口で炭化物に加湿を行う冷却装置を除いて従来と同様の構造を有するので、以下でも炭化炉の部分は図1を参照して行う。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. Since the carbonization furnace of the present invention has the same structure as that of the prior art except for the cooling device that humidifies the carbide at the outlet of the carbonization furnace, the part of the carbonization furnace will be described below with reference to FIG.
[参考例]
図3の参考例による炭化装置は、図1の詳細図および図2に示した図1の概略図に示した従来技術における加湿水の入口を、冷却機構付とした耐熱性のロータリーバルブ4bの後に設置したものである。
外殻を耐火物で内張した炉体5および炉内部を貫通した1段〜数段のスクリュー式炭化管1a〜1cから構成した炭化炉2は、被炭化物入口に設けたロータリーバルブ4aと炭化物出口に設けたロータリーバルブ4bで外気の流入を遮断し、燃焼ガスを排気ファン15で吸引して、炭化炉内部の圧力を外気圧より水柱で10mm程度低く保持している。
ロータリーバルブ4aから供給された被炭化物は、スクリュー式炭化管1a〜1c内部を搬送されながら直接火炎と接触することなく加熱され、水分蒸発及び熱分解の工程を移行する。乾留ガスは、炭化管1a〜1cに明けたノズル7から吐出させ、乾留ガス燃焼室3で燃焼させる。被炭化物は、乾留ガス燃焼により400〜1000℃の温度に加熱され、炭化する。炭化炉2から排出した熱分解後の高温炭化物は、冷却機構付のロータリーバルブ4bから排出した後に、加湿水ノズル(噴霧ノズル)16から加湿水を炭化物に噴霧・冷却する。なお、ロータリーバルブ4bの前後に従来技術に採用している間接冷却機構付きのスクリューコンベヤ10などを併設しても良い。
[Reference example]
The carbonization apparatus according to the reference example of FIG. 3 includes a heat-resistant
A
The to-be-carburized material supplied from the
この参考例では、加湿した際に発生する水蒸気が炭化炉内部の負圧によってスクリュー式炭化管に流入するのを、冷却機構付ロータリーバルブ4bで炭化管1a〜1cへの流入を防止することによって被炭化物の温度低下を防止して、未炭化物の発生を防いでいる。
In this reference example, the steam generated when humidified flows into the screw-type carbonized pipe due to the negative pressure inside the carbonization furnace by preventing the steam-type
[実施例]
図4の炭化装置は、本発明の実施例であり、上記した参考例の水蒸気の流入防止機構をさらに確実に実施したものである。この実施例による炭化装置は、炭化物を排出する冷却機構付ロータリーバルブ4bの後の管路20にさらにロータリーバルブ4cを設け、ロータリーバルブ4bとロータリーバルブ4cの間から管路20に空気を流入させ、また管路20のうちロータリーバルブ4cの後の部分に加湿水を導入して炭化物の冷却を行い、前記空気により図3に示した機構よりも加湿水から生じる水蒸気の炭化炉への流入防止をさらに確実にしたことを特徴とする。なお、ロータリーバルブ4bとロータリーバルブ4c間の管路20への空気の流入には図5に示したような機構を用いることができる。
図5の(a)は管路20の一部に空気ノズル21を介して空気を導入する例であり、図5の(b)は、炭化物の流路である管路20に直径の異なる部分を設けて互いに差し込み、空気取り入れ口22を形成し、空気を自然流入させる。
[Example]
The carbonization apparatus of FIG. 4 is an embodiment of the present invention, and is a more reliable implementation of the water vapor inflow prevention mechanism of the reference example described above. In the carbonization apparatus according to this embodiment, a rotary valve 4c is further provided in the
FIG. 5A is an example in which air is introduced into a part of the
この実施例においても、ロータリーバルブ(4b)の前およびロータリーバルブ(4c)の後に従来技術に採用している図1に示したような間接冷却機構付きのスクリューコンベヤ10などを併設しても良い。
Also in this embodiment, a
1a〜1c スクリュー式炭化管
2 炭化炉
3 燃焼室
4a 供給側のロータリーバルブ
4b 出口側のロータリーバルブ
4c 冷却部のロータリーバルブ
5 炉体
6 加熱バーナ
7 ノズル
8 モータ
9 冷却装置
10 スクリューコンベヤ
11 入口
12 出口
13 加湿水入口
14 貯槽
16 加湿水ノズル
17 空気供給口
18 加湿水ノズル
20 管路
21 空気ノズル
22 空気取り入れ口
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21 Air nozzle
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